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海拔4000m以上短间隙和绝缘子串放电特性及电压校正研究

赵智亮  
【摘要】: 高海拔地区相对空气密度较低,绝缘子和空气间隙的放电特性与低海拔地区有很大的差异。这种差异一直是电力系统外绝缘设计的关键问题之一。海拔2000 m以下地区的大气参数对外绝缘放电电压的影响在GB/T16927.1和IEC60.1中规定了校正方法。目前国内外标准中尚未建立海拔2000~4000 m地区大气参数对放电电压影响的标准校正方法,但许多研究者根据各自的试验条件提出了不同的校正方法。而到目前为止,对海拔4000 m以上地区大气参数对外绝缘放电影响的研究国内外尚未见报道。因此,结合西部大开发的重点工程建设需要,论文选择海拔4000 m以上大气条件下空气间隙和绝缘子放电特性作为研究课题,具有重要的工程应用价值和学术意义。 在国内外研究的基础上,论文以青藏铁路27.5kV和35kV系统为目标,在人工气候室内模拟海拔4000 m以上地区的大气条件,对小于500 mm的“棒-板”典型空气间隙和绝缘子短串的工频、雷电和操作冲击放电特性进行了试验研究。根据试验研究结果分析了海拔4000 m以上大气条件下“棒-板”短空气间隙和绝缘子短串分别在三种电压作用下放电特性,并提出了放电电压的校正方法。论文的研究工作和成果主要有: “棒-板”典型间隙和绝缘子短串的放电电压均随海拔的升高而降低,且其降低的趋势与海拔高度的范围有关,海拔越高降低的速度越缓慢。气压的变化反映了海拔高度的变化及其相应海拔下空气温度、湿度和相对密度的变化。气压可作为表征海拔高度对外绝缘放电电压影响的特征参数;高海拔地区空气间隙和绝缘子串的放电电压U均可表示为相应海拔下气压的幂函数,即U=U0(P/P0)n,其中气压对放电电压影响的特征指数n与电压类型和放电间隙的结构类型以及绝缘子类型等有关。论文还初步分析了高海拔大气条件下“棒-板”短空气间隙和绝缘子短串放电电压随气压降低而降低的基本机理。 论文的研究结果为正在建设中的世界上海拔最高的青藏铁路供电系统的建设以及其它海拔4000 m以上地区外绝缘的设计提供了试验数据和理论支持。


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